端粒和端粒酶在肿瘤研究中的应用
作者：顾华丽 张登学
单位：青岛医学院附属医院急症科(青岛 266003)
关键词：端粒；端粒酶；肿瘤；衰老；综述
青岛医学院学报990143 中国图书资料分类法分类号 R73-3
有关恶性肿瘤的端粒(telomere)、端粒酶(telomerase)理论假说正在获得广泛的支持。这个假说阐述了染色体末端结构——端粒，在每次细胞分裂后其长度均会缩短。因此，端粒的长度可作为细胞潜在复制能力的标志，当端粒的长度不再改变时，细胞停止分裂而转为衰亡。在个别情况下，单个细胞能够冲破衰老的阻碍而最终获得永生化，但这几乎都伴有端粒酶的表达。端粒酶能够稳定端粒长度，这对于维持多数肿瘤的生长来说可能是必需的。85%以上原发性恶性肿瘤可以检测到端粒酶活性，这表明它可能成为恶性肿瘤的一个新的标记物，而抑制端粒酶活性也有可能成为抗肿瘤治疗的一种新方法。
, http://www.100md.com
1 端粒
真核生物线形染色体的末端包括特殊的染色质结构，叫做端粒〔1〕。研究发现，断裂的染色体末端结构极不稳定，会发生“融合-桥-断裂”循环，而天然染色体末端却不会与天然末端及断裂末端融合。随着对端粒研究的深入，在分子水平上端粒被定义为：染色体DNA末端的简单重复序列，以及同这些序列特异性结合的蛋白质。
近年来，为弄清端粒的分子结构，许多真核生物的端粒相继被克隆并测序。有学者将人染色体端粒克隆出来，并发现人类端粒由双链5′TTAGGG3′重复组成〔2,3〕。正常情况下端粒与蛋白结合成端粒蛋白复合体，保护端粒免被降解〔4〕。结合蛋白的大小随端粒序列不同而异。
通过对体细胞平均端粒长度在活体和体外状态下进行研究，端粒DNA序列随着细胞的分裂逐渐丢失的预测得以证实。端粒在染色体的末端提供了一个保护性帽，从而保证了染色体末端的稳定复制；避免了复制过程中近端遗传信息的丢失；且端粒的核苷酸序列的重复程度与细胞的寿命呈正相关。人体各类组织细胞的端粒在体外分裂时，其丢失范围可达25～200bp〔5〕.据推测端粒的长度可以作为细胞分裂情况和繁殖潜力的标尺。已发现多数人类肿瘤细胞比相邻的相对正常组织细胞的端粒长度短，为这一推测提供了证据〔6〕。
, 百拇医药
端粒丢失也被认为是细胞衰老的一个主要因素，此论断基于如下发现：端粒丢失发生于所有体外培养的体细胞中，且老年人较青年人活体细胞的端粒长度为短。来自同龄供体成纤维细胞的繁殖能力之所以有很大不同，是因为细胞繁殖能力和其最初端粒长度之间有显著的相关性。具有快速衰老症状的Hutchison-Gilford早衰病人，相对于同龄正常人的端粒长度和分裂能力都较低。Down综合征病人也表现出许多早衰特征，其淋巴细胞的端粒丢失程度3倍于同龄对照者〔7〕。这表明无论细胞更新加快，还是每次细胞分裂时端粒丢失率增加，都有助于早衰现象的发生。
2 端粒酶
端粒在单细胞真核生物体或多细胞胚胎生物体中并不逐渐缩短，是因为都表达出一种核糖核酸蛋白酶，即端粒酶〔8〕。这种酶作为一种逆转录酶，以其RNA为模板来合成端粒结构。端粒酶首先在原生动物中被发现，它不依赖DNA聚合酶和DNA模板而具有活性，但必须有端粒序列作为引物。Greider和Blackburn不但验证了此结论，而且进一步证明端粒酶中RNA起非常重要的作用，并与蛋白质结合形成端粒酶复合物。端粒酶上的结合蛋白能够竞争抑制RNA酶活性，保护端粒酶免受破坏〔4〕。
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人端粒酶活性(hTR)是Yu等〔9〕最初在人的Hela细胞提取物中发现的。这种酶在DNA复制过程中能阻止发生于无端粒酶活性细胞中的端粒逐渐缩短的现象出现。在永生化细胞系中高端粒酶水平的发现，以及大多数恶性肿瘤细胞都包含一些永生化细胞的现象，促使我们在一系列固态肿瘤和多种白血病中去寻找端粒酶〔10〕。为了检测小块固体肿瘤活检物中端粒酶的活性，Geron公司发明了一种高敏感度的利用PCR技术来检测端粒酶活性的方法，这是一种改良的溶污技术，能够产生更多更均匀的酶提取物。在这种端粒重复序列扩增技术(TRAP)中，端粒酶首先合成延长产物，用以充当PCR扩增的模板。这种方法与非PCR引物延长的方法相比较，既简便又敏感，从而极大推动了对各类正常、良性、癌前及癌组织标本中端粒酶活性表达的研究〔11〕。近年来已从人类癌细胞、永生化细胞及生殖细胞中相继测出端粒酶的活性，但在正常组织中其活性呈阴性。于是Greider等〔8〕推测端粒酶活性的表达可能是恶性肿瘤发生过程中不可缺少的。
, 百拇医药
Shay等〔12〕认为，体外培养的细胞衰老可分为两个阶段，通过主要调节基因的变化，细胞可以绕过衰老过程的第一阶段继续分裂，而其端粒则继续缩短。这种端粒的持续缩短导致了在细胞衰老的第二阶段多数细胞停止分裂。在某些情况下，如端粒的缩短被阻止，细胞的端粒处于稳定状态之中，那么细胞就变得能够持续分裂〔13〕。在癌症发展的多步骤过程中，永生化细胞逐渐增多必然导致阻碍端粒缩短到临界长度，提高染色体组的稳定性〔12,14〕。到目前为止，既然所检测的大部分原发恶性肿瘤都有端粒酶活性的表达〔10,11〕，肿瘤细胞很有可能是依赖端粒酶来保持其端粒长度稳定性的。
3 端粒-端粒酶理论假说
Olovnikoff用染色体末端复制理论解释了端粒重复序列随细胞分裂而缩短的现象。每次细胞分裂前，染色体DNA链首先复制，复制时需要一段RNA作为引物,由5′向3′方向进行。DNA复制完毕后，RNA引物被降解，由上游DNA作为引物进行合成加以补充。随后进行的链复制过程中，大多数RNA引物降解后，由上游的冈崎片断DNA作为引物进行复制而加以补充，3′末端由于不能补充而致端粒序列缩短。于是细胞每分裂1次，端粒则缩短1次，待到端粒缩短到临界长度时，细胞就停止分裂而转向衰亡。
, 百拇医药
通过未知机制，也许包括一种或多种细胞蛋白的参与，处于临界长度的端粒被识别，细胞就会退出增殖周期而衰亡〔15〕。如果探测临界长度端粒酶的感受机制遭到破坏，那么偶尔就会有细胞脱离衰老进程而继续分裂，这也许会进一步增加端粒的丢失和染色体的不稳定性。随着此识别机制破坏的加剧，许多细胞进入临界期并转向衰亡。极个别细胞，也许是变种细胞，能够重新激活端粒酶，后者有助于稳定染色体末端结构而使其逃避临界状态，于是这个细胞能够进一步分裂扩展并获得永生化。永生化细胞通常包含有染色体畸形，其中一些是由于端粒末端联结所造成的。因此，端粒酶活性是细胞发生永生化，并导致恶性肿瘤发生的关键性因素〔15〕。
4 端粒和端粒酶与肿瘤研究
端粒-端粒酶理论假说是建立在对端粒长度的研究和多数体细胞中端粒酶活性缺失基础上的。绝大多数进展期和转移的人类恶性肿瘤中均可探测到端粒酶的活性〔16〕，而多数体细胞中却探测不到，这表明有端粒酶依赖性的细胞永生化现象有助于细胞恶性变的发生。因此，对端粒酶表达和调节的进一步研究，也许会有助于我们认识端粒酶在肿瘤诊断及治疗中的潜在价值。
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当提出端粒酶抑制剂也许会成为有效的抗癌剂时，有必要来确定端粒酶活性和端粒长度的检测可作为诊断治疗和预后判断的辅助手段〔13〕。端粒缩短的过程和端粒酶表达的方式在多数间质体细胞中相对易于解释。在这些细胞中，不管其是否在分裂时表不表达端粒酶的活性，每次细胞分裂后端粒都要缩短。在这些细胞中端粒酶活性的再表达，提示它们逃避由端粒缩短所造成的分裂限制。由此可推测在肿瘤细胞永生化之前，端粒长度能够反映细胞的分裂史〔6〕。
通过对端粒长度和端粒酶活性水平的研究，我们认为端粒长度和端粒酶与肿瘤组织中处于分裂期的细胞数量均有相关性〔14〕。端粒酶活性和端粒长度的检测对于肿瘤的诊断和确定疾病进展的阶段是有益的。端粒末端限制片断(TRF)的检测作为估量端粒长度的方法具有重要的意义。在晚期肿瘤病人，其TRF长度较短。因此平均TRF也许是疾病严重性的标记。具有正常平均TRF的肿瘤病人处于疾病早期，且对治疗反应良好。
, 百拇医药 5 端粒和端粒酶在肿瘤诊治中的应用
早期探测端粒酶的方法，受人类细胞中端粒酶水平低和不易获得大量肿瘤标本的限制。随着TRAP技术的发展，端粒酶检测的敏感度有了上万倍的提高，它允许检测少到数个细胞的端粒酶活性。Kim等〔10〕报道在101种肿瘤组织中有90种，在100个永生细胞系中有98个表现有端粒酶活性。自TRAP方法被发明以来，超过400种的肿瘤标本已进行端粒酶活性检测，约85%的肿瘤分析表现出端粒酶活性。在结肠癌标本中，腺瘤性息肉端粒酶阴性而腺癌却阳性，此结果支持端粒酶的诊断应用〔17〕。然而需要对各进展期的不同肿瘤进行严格的检测，端粒酶活性方可被考虑作为真正的诊断指标。
如果端粒假说是正确的，且肿瘤细胞的存在被证实需要依赖于端粒酶的活性，那么端粒酶抑制剂在抗肿瘤治疗中具有广阔的前景。这种抑制也许包括端粒蛋白的直接抑制，对RNA或蛋白成分的识别抑制和诱导瘤细胞最终分化等〔18〕。近期研究发现，抑制人端粒酶RNA的表达识别，可引起端粒DNA的丢失以及肿瘤细胞(Hela细胞系)的死亡。由于人体内唯有生殖细胞、造血干细胞等少数细胞显示端粒酶活性，通过抑制端粒酶来治疗肿瘤不会像化疗那样对全身产生剧烈影响。目前许多生物技术和医药公司正在寻求用端粒酶抑制剂来作为治疗肿瘤的新方法，其指导思想是抑制端粒酶的活性，并确保肿瘤细胞分裂过程中端粒的丢失，端粒的持续丢失能够降低肿瘤细胞中染色体的稳定性，并最终导致抑制细胞分裂和(或)细胞死亡。
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6 前景展望
目前，端粒及端粒酶已被广泛认为可作为肿瘤的标记物以及抗肿瘤治疗的靶点，但是，端粒的许多功能还未被发现，许多问题尚需进一步探讨。在端粒和端粒酶理论研究中，尚需有一个重大突破，那就是在正常和癌组织中端粒酶的表达和端粒的侵蚀是如何调节的。端粒酶功能的实现，既需要RNA酶，也需要蛋白的表达。RNA和蛋白的表达是如何结合的，通过什么信号来实现的还不够清楚。目前RNA已被克隆，蛋白成分已被克隆的只有Tetrahymena，目前要克隆表达人类蛋白的基因，还需要进一步努力。端粒的功能与其染色质结构密切相关，揭示端粒结合蛋白的功能和结构应首当其冲。最近已有识别人端粒结合蛋白的报道〔19〕。在端粒侵蚀过程中，部分结合蛋白丢失也许是阻止细胞生长的信号机制。有迹象表明，端粒可能是通过蛋白之间的相互作用而与核膜或基质相联结，端粒的丢失也许会消除这种相互作用，这对于细胞来说可能有什么后果呢?
目前，对于端粒和端粒酶在良恶性肿瘤进展过程中的潜在作用尚不能回答。端粒酶活性的变化过程是否涉及良性肿瘤向恶性肿瘤转化呢?对上述质疑的圆满回答，将不仅能够解释在许多肿瘤病理过程中端粒和端粒酶的联系，而且能够解释这些过程是如何与癌和衰老的演变进程交织在一起的。
, 百拇医药
参考文献
1 Blackburn EH.Telomeres. Trends Biol Sci， 1991，16:378
76
2 Allshire RC,Gosden JR,Cross SH,et al.Telomeric repeat from T thermophila cross hybridizes with human telomeres. Nature， 1988，332:656
3 Morin GB. The human telomere terminal transferase enzyme is a ribonucleoprotein that synthesizes TTAGGG repeats. Cell， 1989，59:521
, 百拇医药
4 Greider CW,Blackburn EH, A telomeric sequence in the RNA of Tetrahymena telomerase required for telomere repeat synthesis. Nature， 1989，337:331
5 Shay JW,Werbin H,Wright WE.You haven't heard the end of it:telomere loss may link human aging with cancer.Can J Aging， 1995,14:511
6 Hiyama E,Yokoyama T,Hiyama k,et al.Alteration of telomeric repeat length in adult and childhood solid neoplasias.Int J Oncol， 1995,6:13
, 百拇医药
7 Vaziri H,Schachter F,Uchida I,et al.Loss of telomeric DNA during aging of normal and trisonny 21 human lymphocytes. Am J Hum Genet， 1993,52:661
8 Greider CW,Blackburn EH.Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts. Cell， 1985,43:405
9 Yu GL,Blackburn EH.Developmentally programmed healing of chromosomes by telomerase in Tetrahymena. Cell， 1991,67:823
, http://www.100md.com
10 Kim NW,Piatyszek MA,Prowse KR, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science， 1995, 266: 2011
11 Shat JW,Wright WE.Telomerase activity in human cancer. Curr Opin Oncol， 1996,8:66
12 Shay JW,Wright WE,Werbin H.Defining the molecular mechanism of human cell immortalization. Biochim Biophys Acta， 1991,1072:1
13 Shay JW,Wright WE,Brasiskyte D,et al .E6 of human papillomavirus type 16 can overcome the M1 stage of immortalization in human mammary epithelial cells but not in human fibroblasts. Oncogene， 1993,8:1407
, 百拇医药
14 Allsopp RC,Harley CB.Telomerase activity in germline and embryonic cells of xenopus.Exp Cell Res， 1995,219:130
15 Sharma HW,Maltese JY,Zhu X,et al.Telomeres,telomerase and cancer:is the magic bullet real? Anticancer Res， 1996,16:511
16 Shay JW,Wright WE.Telomerase activity in human cancer, Curr Opin Oncol， 1996,8：66
17 Li ZH,Salovaara R,Altonen LA, et al. Telomerase activity is commonly detected in hereditary nonpolyposis colorectal cancers. Am J Pathol， 1996,148:1075
18 Feng J ,Funk WD,Wang SS,et al.The RNA component of human telomerase. Science， 1995,269:1236
19 Chong L, Steensel BV, Broccoli D, et al. Telomere-proximal DNA in Saccharomyces cerevisiae is refractory to methyltransferase activity in vivo. Science， 1995,270:1633
(1998-11-10收稿 1999-02-26修回), 百拇医药
单位：青岛医学院附属医院急症科(青岛 266003)
关键词：端粒；端粒酶；肿瘤；衰老；综述
青岛医学院学报990143 中国图书资料分类法分类号 R73-3
有关恶性肿瘤的端粒(telomere)、端粒酶(telomerase)理论假说正在获得广泛的支持。这个假说阐述了染色体末端结构——端粒，在每次细胞分裂后其长度均会缩短。因此，端粒的长度可作为细胞潜在复制能力的标志，当端粒的长度不再改变时，细胞停止分裂而转为衰亡。在个别情况下，单个细胞能够冲破衰老的阻碍而最终获得永生化，但这几乎都伴有端粒酶的表达。端粒酶能够稳定端粒长度，这对于维持多数肿瘤的生长来说可能是必需的。85%以上原发性恶性肿瘤可以检测到端粒酶活性，这表明它可能成为恶性肿瘤的一个新的标记物，而抑制端粒酶活性也有可能成为抗肿瘤治疗的一种新方法。
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1 端粒
真核生物线形染色体的末端包括特殊的染色质结构，叫做端粒〔1〕。研究发现，断裂的染色体末端结构极不稳定，会发生“融合-桥-断裂”循环，而天然染色体末端却不会与天然末端及断裂末端融合。随着对端粒研究的深入，在分子水平上端粒被定义为：染色体DNA末端的简单重复序列，以及同这些序列特异性结合的蛋白质。
近年来，为弄清端粒的分子结构，许多真核生物的端粒相继被克隆并测序。有学者将人染色体端粒克隆出来，并发现人类端粒由双链5′TTAGGG3′重复组成〔2,3〕。正常情况下端粒与蛋白结合成端粒蛋白复合体，保护端粒免被降解〔4〕。结合蛋白的大小随端粒序列不同而异。
通过对体细胞平均端粒长度在活体和体外状态下进行研究，端粒DNA序列随着细胞的分裂逐渐丢失的预测得以证实。端粒在染色体的末端提供了一个保护性帽，从而保证了染色体末端的稳定复制；避免了复制过程中近端遗传信息的丢失；且端粒的核苷酸序列的重复程度与细胞的寿命呈正相关。人体各类组织细胞的端粒在体外分裂时，其丢失范围可达25～200bp〔5〕.据推测端粒的长度可以作为细胞分裂情况和繁殖潜力的标尺。已发现多数人类肿瘤细胞比相邻的相对正常组织细胞的端粒长度短，为这一推测提供了证据〔6〕。
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端粒丢失也被认为是细胞衰老的一个主要因素，此论断基于如下发现：端粒丢失发生于所有体外培养的体细胞中，且老年人较青年人活体细胞的端粒长度为短。来自同龄供体成纤维细胞的繁殖能力之所以有很大不同，是因为细胞繁殖能力和其最初端粒长度之间有显著的相关性。具有快速衰老症状的Hutchison-Gilford早衰病人，相对于同龄正常人的端粒长度和分裂能力都较低。Down综合征病人也表现出许多早衰特征，其淋巴细胞的端粒丢失程度3倍于同龄对照者〔7〕。这表明无论细胞更新加快，还是每次细胞分裂时端粒丢失率增加，都有助于早衰现象的发生。
2 端粒酶
端粒在单细胞真核生物体或多细胞胚胎生物体中并不逐渐缩短，是因为都表达出一种核糖核酸蛋白酶，即端粒酶〔8〕。这种酶作为一种逆转录酶，以其RNA为模板来合成端粒结构。端粒酶首先在原生动物中被发现，它不依赖DNA聚合酶和DNA模板而具有活性，但必须有端粒序列作为引物。Greider和Blackburn不但验证了此结论，而且进一步证明端粒酶中RNA起非常重要的作用，并与蛋白质结合形成端粒酶复合物。端粒酶上的结合蛋白能够竞争抑制RNA酶活性，保护端粒酶免受破坏〔4〕。
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人端粒酶活性(hTR)是Yu等〔9〕最初在人的Hela细胞提取物中发现的。这种酶在DNA复制过程中能阻止发生于无端粒酶活性细胞中的端粒逐渐缩短的现象出现。在永生化细胞系中高端粒酶水平的发现，以及大多数恶性肿瘤细胞都包含一些永生化细胞的现象，促使我们在一系列固态肿瘤和多种白血病中去寻找端粒酶〔10〕。为了检测小块固体肿瘤活检物中端粒酶的活性，Geron公司发明了一种高敏感度的利用PCR技术来检测端粒酶活性的方法，这是一种改良的溶污技术，能够产生更多更均匀的酶提取物。在这种端粒重复序列扩增技术(TRAP)中，端粒酶首先合成延长产物，用以充当PCR扩增的模板。这种方法与非PCR引物延长的方法相比较，既简便又敏感，从而极大推动了对各类正常、良性、癌前及癌组织标本中端粒酶活性表达的研究〔11〕。近年来已从人类癌细胞、永生化细胞及生殖细胞中相继测出端粒酶的活性，但在正常组织中其活性呈阴性。于是Greider等〔8〕推测端粒酶活性的表达可能是恶性肿瘤发生过程中不可缺少的。
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Shay等〔12〕认为，体外培养的细胞衰老可分为两个阶段，通过主要调节基因的变化，细胞可以绕过衰老过程的第一阶段继续分裂，而其端粒则继续缩短。这种端粒的持续缩短导致了在细胞衰老的第二阶段多数细胞停止分裂。在某些情况下，如端粒的缩短被阻止，细胞的端粒处于稳定状态之中，那么细胞就变得能够持续分裂〔13〕。在癌症发展的多步骤过程中，永生化细胞逐渐增多必然导致阻碍端粒缩短到临界长度，提高染色体组的稳定性〔12,14〕。到目前为止，既然所检测的大部分原发恶性肿瘤都有端粒酶活性的表达〔10,11〕，肿瘤细胞很有可能是依赖端粒酶来保持其端粒长度稳定性的。
3 端粒-端粒酶理论假说
Olovnikoff用染色体末端复制理论解释了端粒重复序列随细胞分裂而缩短的现象。每次细胞分裂前，染色体DNA链首先复制，复制时需要一段RNA作为引物,由5′向3′方向进行。DNA复制完毕后，RNA引物被降解，由上游DNA作为引物进行合成加以补充。随后进行的链复制过程中，大多数RNA引物降解后，由上游的冈崎片断DNA作为引物进行复制而加以补充，3′末端由于不能补充而致端粒序列缩短。于是细胞每分裂1次，端粒则缩短1次，待到端粒缩短到临界长度时，细胞就停止分裂而转向衰亡。
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通过未知机制，也许包括一种或多种细胞蛋白的参与，处于临界长度的端粒被识别，细胞就会退出增殖周期而衰亡〔15〕。如果探测临界长度端粒酶的感受机制遭到破坏，那么偶尔就会有细胞脱离衰老进程而继续分裂，这也许会进一步增加端粒的丢失和染色体的不稳定性。随着此识别机制破坏的加剧，许多细胞进入临界期并转向衰亡。极个别细胞，也许是变种细胞，能够重新激活端粒酶，后者有助于稳定染色体末端结构而使其逃避临界状态，于是这个细胞能够进一步分裂扩展并获得永生化。永生化细胞通常包含有染色体畸形，其中一些是由于端粒末端联结所造成的。因此，端粒酶活性是细胞发生永生化，并导致恶性肿瘤发生的关键性因素〔15〕。
4 端粒和端粒酶与肿瘤研究
端粒-端粒酶理论假说是建立在对端粒长度的研究和多数体细胞中端粒酶活性缺失基础上的。绝大多数进展期和转移的人类恶性肿瘤中均可探测到端粒酶的活性〔16〕，而多数体细胞中却探测不到，这表明有端粒酶依赖性的细胞永生化现象有助于细胞恶性变的发生。因此，对端粒酶表达和调节的进一步研究，也许会有助于我们认识端粒酶在肿瘤诊断及治疗中的潜在价值。
, http://www.100md.com
当提出端粒酶抑制剂也许会成为有效的抗癌剂时，有必要来确定端粒酶活性和端粒长度的检测可作为诊断治疗和预后判断的辅助手段〔13〕。端粒缩短的过程和端粒酶表达的方式在多数间质体细胞中相对易于解释。在这些细胞中，不管其是否在分裂时表不表达端粒酶的活性，每次细胞分裂后端粒都要缩短。在这些细胞中端粒酶活性的再表达，提示它们逃避由端粒缩短所造成的分裂限制。由此可推测在肿瘤细胞永生化之前，端粒长度能够反映细胞的分裂史〔6〕。
通过对端粒长度和端粒酶活性水平的研究，我们认为端粒长度和端粒酶与肿瘤组织中处于分裂期的细胞数量均有相关性〔14〕。端粒酶活性和端粒长度的检测对于肿瘤的诊断和确定疾病进展的阶段是有益的。端粒末端限制片断(TRF)的检测作为估量端粒长度的方法具有重要的意义。在晚期肿瘤病人，其TRF长度较短。因此平均TRF也许是疾病严重性的标记。具有正常平均TRF的肿瘤病人处于疾病早期，且对治疗反应良好。
, 百拇医药 5 端粒和端粒酶在肿瘤诊治中的应用
早期探测端粒酶的方法，受人类细胞中端粒酶水平低和不易获得大量肿瘤标本的限制。随着TRAP技术的发展，端粒酶检测的敏感度有了上万倍的提高，它允许检测少到数个细胞的端粒酶活性。Kim等〔10〕报道在101种肿瘤组织中有90种，在100个永生细胞系中有98个表现有端粒酶活性。自TRAP方法被发明以来，超过400种的肿瘤标本已进行端粒酶活性检测，约85%的肿瘤分析表现出端粒酶活性。在结肠癌标本中，腺瘤性息肉端粒酶阴性而腺癌却阳性，此结果支持端粒酶的诊断应用〔17〕。然而需要对各进展期的不同肿瘤进行严格的检测，端粒酶活性方可被考虑作为真正的诊断指标。
如果端粒假说是正确的，且肿瘤细胞的存在被证实需要依赖于端粒酶的活性，那么端粒酶抑制剂在抗肿瘤治疗中具有广阔的前景。这种抑制也许包括端粒蛋白的直接抑制，对RNA或蛋白成分的识别抑制和诱导瘤细胞最终分化等〔18〕。近期研究发现，抑制人端粒酶RNA的表达识别，可引起端粒DNA的丢失以及肿瘤细胞(Hela细胞系)的死亡。由于人体内唯有生殖细胞、造血干细胞等少数细胞显示端粒酶活性，通过抑制端粒酶来治疗肿瘤不会像化疗那样对全身产生剧烈影响。目前许多生物技术和医药公司正在寻求用端粒酶抑制剂来作为治疗肿瘤的新方法，其指导思想是抑制端粒酶的活性，并确保肿瘤细胞分裂过程中端粒的丢失，端粒的持续丢失能够降低肿瘤细胞中染色体的稳定性，并最终导致抑制细胞分裂和(或)细胞死亡。
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6 前景展望
目前，端粒及端粒酶已被广泛认为可作为肿瘤的标记物以及抗肿瘤治疗的靶点，但是，端粒的许多功能还未被发现，许多问题尚需进一步探讨。在端粒和端粒酶理论研究中，尚需有一个重大突破，那就是在正常和癌组织中端粒酶的表达和端粒的侵蚀是如何调节的。端粒酶功能的实现，既需要RNA酶，也需要蛋白的表达。RNA和蛋白的表达是如何结合的，通过什么信号来实现的还不够清楚。目前RNA已被克隆，蛋白成分已被克隆的只有Tetrahymena，目前要克隆表达人类蛋白的基因，还需要进一步努力。端粒的功能与其染色质结构密切相关，揭示端粒结合蛋白的功能和结构应首当其冲。最近已有识别人端粒结合蛋白的报道〔19〕。在端粒侵蚀过程中，部分结合蛋白丢失也许是阻止细胞生长的信号机制。有迹象表明，端粒可能是通过蛋白之间的相互作用而与核膜或基质相联结，端粒的丢失也许会消除这种相互作用，这对于细胞来说可能有什么后果呢?
目前，对于端粒和端粒酶在良恶性肿瘤进展过程中的潜在作用尚不能回答。端粒酶活性的变化过程是否涉及良性肿瘤向恶性肿瘤转化呢?对上述质疑的圆满回答，将不仅能够解释在许多肿瘤病理过程中端粒和端粒酶的联系，而且能够解释这些过程是如何与癌和衰老的演变进程交织在一起的。
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参考文献
1 Blackburn EH.Telomeres. Trends Biol Sci， 1991，16:378
76
2 Allshire RC,Gosden JR,Cross SH,et al.Telomeric repeat from T thermophila cross hybridizes with human telomeres. Nature， 1988，332:656
3 Morin GB. The human telomere terminal transferase enzyme is a ribonucleoprotein that synthesizes TTAGGG repeats. Cell， 1989，59:521
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4 Greider CW,Blackburn EH, A telomeric sequence in the RNA of Tetrahymena telomerase required for telomere repeat synthesis. Nature， 1989，337:331
5 Shay JW,Werbin H,Wright WE.You haven't heard the end of it:telomere loss may link human aging with cancer.Can J Aging， 1995,14:511
6 Hiyama E,Yokoyama T,Hiyama k,et al.Alteration of telomeric repeat length in adult and childhood solid neoplasias.Int J Oncol， 1995,6:13
, 百拇医药
7 Vaziri H,Schachter F,Uchida I,et al.Loss of telomeric DNA during aging of normal and trisonny 21 human lymphocytes. Am J Hum Genet， 1993,52:661
8 Greider CW,Blackburn EH.Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts. Cell， 1985,43:405
9 Yu GL,Blackburn EH.Developmentally programmed healing of chromosomes by telomerase in Tetrahymena. Cell， 1991,67:823
, http://www.100md.com
10 Kim NW,Piatyszek MA,Prowse KR, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science， 1995, 266: 2011
11 Shat JW,Wright WE.Telomerase activity in human cancer. Curr Opin Oncol， 1996,8:66
12 Shay JW,Wright WE,Werbin H.Defining the molecular mechanism of human cell immortalization. Biochim Biophys Acta， 1991,1072:1
13 Shay JW,Wright WE,Brasiskyte D,et al .E6 of human papillomavirus type 16 can overcome the M1 stage of immortalization in human mammary epithelial cells but not in human fibroblasts. Oncogene， 1993,8:1407
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14 Allsopp RC,Harley CB.Telomerase activity in germline and embryonic cells of xenopus.Exp Cell Res， 1995,219:130
15 Sharma HW,Maltese JY,Zhu X,et al.Telomeres,telomerase and cancer:is the magic bullet real? Anticancer Res， 1996,16:511
16 Shay JW,Wright WE.Telomerase activity in human cancer, Curr Opin Oncol， 1996,8：66
17 Li ZH,Salovaara R,Altonen LA, et al. Telomerase activity is commonly detected in hereditary nonpolyposis colorectal cancers. Am J Pathol， 1996,148:1075
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(1998-11-10收稿 1999-02-26修回), 百拇医药